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钛合金作为航天航空领域中必不可少的结构材料，应用于叶片、轴承、壳体、起落架等结构零件，并且近些年随着航空航天事业的发展，对钛合金的强度、韧性、耐高温、耐腐蚀等性能的要求越来越高。本文采用真空自耗电弧熔炼工艺，经三次重熔制备了Ti-6Al-4.5Mo-3V-3Cr-2Sn合金铸锭。系统研究了高温变形参数对铸态合金高温变形行为以及固溶时效参数对锻态合金组织性能的影响。采用不同应变速率以及变形温度在Gleeble-1500D型热压缩模拟实验机对铸态Ti-6Al-4.5Mo-3V-3Cr-2Sn钛合金进行热压缩实验，实验表明在温度恒定时，合金的流变应力随着应变速率的增加而增大；当应变速率恒定时，合金的流变应力随着变形温度的升高而降低；当在变形温度为800℃-950℃并且变形速率为0.01s-1-10s-1热变形时，铸态合金的热激活能Q=554.22KJ/mol。合金的最佳热加工参数为：变形温度为900℃，变形速率为0.01s-1。通过测定Ti-6Al-4.5Mo-3V-3Cr-2Sn合金的相变点为905℃，采用不同的固溶温度和冷却速度对锻态Ti-6Al-4.5Mo-3V-3Cr-2Sn钛合金进行固溶处理，实验结果表明合金在两相区固溶处理后组织由相和β相组成，在（+β）/β相变点以上固溶处理后组织仅含有单一的β相，合金的强度随着固溶温度的升高而降低，空冷时合金的塑性先减少，至850℃后又升高，水冷时合金的塑性先升高，到相变点以上后塑性下降，并且相对于水冷，空冷之后的综合力学性能更加优良。对锻态合金采用不同固溶温度、时效温度、时效保温时间进行时效处理，实验结果表明当时效温度与保温时间保持不变时，固溶温度在800℃-850℃时，合金组织由β基体、初生针状相以及次生层状相。随着固溶温度的升高锻态合金的组织中针状相逐渐减少，层状相逐渐增多，固溶温度为895℃时合金组织完全由相互交错的层状相组成。合金随着固溶温度的升高，由于次生相的弥散强化作用，时效后的强度显著增加，为提高合金强度并且保持一定的塑性，固溶温度应该在850℃左右。固溶温度保持不变时，合金随着时效温度和时效时间的增加组织中的等轴相逐渐减少，次生层状相逐渐增加，并且强度和硬度随着时效温度和时效时间的增加而降低，塑性有所增加。经过850℃/1h/AC+560℃/8h/AC固溶时效处理后锻态钛合金的塑性与强度得到最佳匹配：抗拉强度σp为1520MPa，屈服强度σ0.2为1469MPa，延伸率δ为8.54%，断口收缩率A为16.73%。